Společnost Lumispot Technology Co., Ltd. na základě let výzkumu a vývoje úspěšně vyvinula malý a lehký pulzní laser s energií 80 mJ, opakovací frekvencí 20 Hz a vlnovou délkou 1,57 μm bezpečnou pro lidské oko. Tohoto výsledku výzkumu bylo dosaženo zvýšením konverzační účinnosti KTP-OPO a optimalizací výkonu modulu diodového laseru zdroje čerpadla. Podle výsledku testu tento laser splňuje požadavky na širokou pracovní teplotu od -45 ℃ do 65 ℃ s vynikajícím výkonem a dosahuje pokročilé úrovně v Číně.
Pulzní laserový dálkoměr je přístroj na měření vzdálenosti s výhodou laserového pulsu nasměrovaného na cíl, s výhodami vysoce přesného měření vzdálenosti, silné schopnosti proti rušení a kompaktní struktury. Produkt je široce používán v inženýrském měření a dalších oborech. Tato metoda pulzního laserového měření vzdálenosti je nejrozšířenější při aplikaci měření na velké vzdálenosti. V tomto dálkovém dálkoměru je vhodnější zvolit pevnolátkový laser s vysokou energií a malým úhlem rozptylu paprsku, využívající technologii Q-switching pro výstup nanosekundových laserových pulzů.
Relevantní trendy pulzního laserového dálkoměru jsou následující:
(1) Laserový dálkoměr bezpečný pro lidské oko: Optický parametrický oscilátor 1,57 um postupně nahrazuje pozici tradičního laserového dálkoměru s vlnovou délkou 1,06 um ve většině polí pro měření vzdálenosti.
(2) Miniaturizovaný dálkový laserový dálkoměr s malými rozměry a nízkou hmotností.
Se zlepšením výkonu detekčního a zobrazovacího systému jsou vyžadovány vzdálené laserové dálkoměry schopné měřit malé cíle 0,1 m² na vzdálenost 20 km. Proto je naléhavé studovat vysoce výkonný laserový dálkoměr.
V posledních letech se Lumispot Tech zaměřil na výzkum, návrh, výrobu a prodej 1,57um vlnové délky pro oči bezpečného pevnolátkového laseru s malým úhlem rozptylu paprsku a vysokým provozním výkonem.
Společnost Lumispot Tech nedávno navrhla vzduchem chlazený laser o vlnové délce 1,57 um, s vysokým špičkovým výkonem a kompaktní strukturou, vyplývající z praktické poptávky v rámci výzkumu minizačního dálkového laserového dálkoměru. Po experimentu tento laser ukazuje široký aplikační vyhlídky, vynikající výkon, silná adaptabilita na životní prostředí v širokém rozsahu pracovních teplot od -40 do 65 stupňů Celsia,
Prostřednictvím následující rovnice, s pevným množstvím jiné reference, zlepšením špičkového výstupního výkonu a snížením úhlu rozptylu paprsku, může zlepšit měřicí vzdálenost dálkoměru. Výsledkem je, že 2 faktory: hodnota špičkového výstupního výkonu a malý úhel rozptylu paprsku kompaktní konstrukce laseru s funkcí vzduchového chlazení je klíčovou součástí určující schopnost konkrétního dálkoměru měřit vzdálenost.
Klíčovou součástí pro realizaci laseru s vlnovou délkou bezpečnou pro lidské oko je technika optického parametrického oscilátoru (OPO), včetně možnosti nelineárního krystalu, metody fázového přizpůsobení a návrhu vnitřní struktury OPO. Výběr nelineárního krystalu závisí na velkém nelineárním koeficientu, vysokém prahu odolnosti proti poškození, stabilních chemických a fyzikálních vlastnostech a technikách vyzrálého růstu atd., přednost by měla mít fázové přizpůsobení. Vyberte nekritickou metodu fázového přizpůsobení s velkým úhlem přijetí a malým úhlem odletu; Struktura dutiny OPO by měla brát v úvahu účinnost a kvalitu paprsku na základě zajištění spolehlivosti. Křivka změny výstupní vlnové délky KTP-OPO s úhlem fázového přizpůsobení, když θ=90°, signální světlo může přesně vydávat lidské oko bezpečně laser. Proto je navržený krystal řezán podél jedné strany, používá se úhlové přizpůsobení θ=90°，φ=0°, to znamená použití metody tříděného párování, kdy je efektivní nelineární koeficient krystalu největší a nedochází k žádnému rozptylovému efektu. .
Na základě komplexního zvážení výše uvedeného problému v kombinaci s úrovní vývoje současné domácí laserové techniky a vybavení je optimalizační technické řešení: OPO přijímá nekritickou fázově přizpůsobenou vnější dutinu KTP-OPO třídy II. design; 2 KTP-OPO dopadají vertikálně v tandemové struktuře, aby se zlepšila účinnost konverze a spolehlivost laseru, jak je znázorněno naObrázek 1Výše.
Zdroj čerpadla je samoobslužné a vyvinuté vodivé chlazené polovodičové laserové pole, s pracovním cyklem maximálně 2 %, špičkovým výkonem 100 W pro jednu tyč a celkovým pracovním výkonem 12 000 W. Pravoúhlý hranol, rovinné celoreflexní zrcadlo a polarizátor tvoří složenou polarizační sdruženou výstupní rezonanční dutinu a pravoúhlý hranol a vlnová deska se otáčejí, aby se získal požadovaný 1064 nm laserový spojovací výstup. Metoda Q modulace je tlaková aktivní elektrooptická Q modulace založená na krystalu KDP.
Obrázek 1Dva krystaly KTP zapojené do série
V této rovnici je Prec nejmenší detekovatelný pracovní výkon;
Pout je špičková výstupní hodnota pracovního výkonu;
D je apertura přijímacího optického systému;
t je propustnost optického systému;
θ je úhel rozptylu vyzařujícího paprsku laseru;
r je míra odrazu cíle;
A je cílová ekvivalentní plocha průřezu;
R je největší rozsah měření;
σ je koeficient atmosférické absorpce.
Obrázek 2: Modul tyčového pole ve tvaru oblouku prostřednictvím vlastního vývoje,
s krystalovou tyčí YAG uprostřed.
TheObrázek 2jsou obloukové tyče, které dávají YAG krystalové tyče jako laserové médium uvnitř modulu, s koncentrací 1%. K vyřešení rozporu mezi bočním pohybem laseru a symetrickým rozložením laserového výstupu bylo použito symetrické rozložení LD pole pod úhlem 120 stupňů. Zdrojem pumpy je vlnová délka 1064nm, dva 6000W zakřivené tyčové moduly v sériovém polovodičovém tandemovém čerpání. Výstupní energie je 0-250mJ s šířkou pulzu asi 10ns a vysokou frekvencí 20Hz. používá se složená dutina a laser s vlnovou délkou 1,57 μm je vyveden po tandemovém nelineárním krystalu KTP.
Graf 3Rozměrový výkres pulzního laseru o vlnové délce 1,57 um
Graf 4: pulzní laserové vzorkovací zařízení s vlnovou délkou 1,57 um
Graf 5:Výstup 1,57μm
Graf 6:Účinnost přeměny zdroje čerpadla
Přizpůsobení měření energie laseru k měření výstupního výkonu 2 druhů vlnových délek. Podle níže uvedeného grafu byla výsledkem energetické hodnoty průměrná hodnota pracující pod 20 Hz s pracovní dobou 1 min. Mezi nimi energie generovaná laserem o vlnové délce 1,57 um má následnou změnu ve vztahu k energii zdroje vlnové délky 1064 nm. Když se energie čerpacího zdroje rovná 220 mJ, výstupní energie laseru o vlnové délce 1,57 um je schopna dosáhnout 80 mJ s mírou konverze až 35 %. Protože signální světlo OPO je generováno působením určité hustoty výkonu světla základní frekvence, jeho prahová hodnota je vyšší než prahová hodnota světla základní frekvence 1064 nm a jeho výstupní energie se rychle zvyšuje poté, co čerpací energie překročí prahovou hodnotu OPO. . Vztah mezi výstupní energií OPO a účinností s energií na výstupu světla základní frekvence je znázorněn na obrázku, ze kterého je vidět, že účinnost konverze OPO může dosahovat až 35 %.
Konečně lze dosáhnout výstupu laserového pulzu o vlnové délce 1,57 μm s energií větší než 80 mJ a šířce laserového pulzu 8,5 ns. úhel divergence výstupního laserového paprsku přes expandér laserového paprsku je 0,3 mrad. simulace a analýzy ukazují, že schopnost měření vzdálenosti pulzního laserového dálkoměru pomocí tohoto laseru může přesáhnout 30 km.
| Vlnová délka | 1570 ± 5 nm |
| Frekvence opakování | 20 Hz |
| Úhel rozptylu laserového paprsku (expanze paprsku) | 0,3-0,6 mrad |
| Šířka pulzu | 8,5 ns |
| Pulzní energie | 80 mJ |
| Nepřetržitá pracovní doba | 5 min |
| Hmotnost | ≤ 1,2 kg |
| Pracovní teplota | -40℃~65℃ |
| Skladovací teplota | -50℃~65℃ |
Kromě zlepšování vlastních investic do technologického výzkumu a vývoje, posílení výstavby týmu R&D a zdokonalování inovačního systému technologického výzkumu a vývoje Lumispot Tech také aktivně spolupracuje s externími výzkumnými institucemi v oblasti průmyslu-univerzita-výzkumu a navázal dobrý vztah spolupráce s domácí slavní odborníci z oboru. Základní technologie a klíčové komponenty byly vyvinuty nezávisle, všechny klíčové komponenty byly vyvinuty a vyrobeny nezávisle a všechna zařízení byla lokalizována. Bright Source Laser stále zrychluje tempo technologického vývoje a inovací a bude pokračovat v zavádění levnějších a spolehlivějších modulů bezpečnostních laserových dálkoměrů pro lidské oko, aby uspokojil poptávku trhu.
Čas odeslání: 21. června 2023